湖北宜化实习报告(2)

决定。产气量大、蒸气品质要求高者蒸发空间大，否则可以小些。此种换热器与浮头式、U形管式换热器一样，清洗维修方便，可处理不清洁、易结构的介质，并能承受高温、高压。 2.4.2换热器技术特性参数

换热器技术特性参数主要包括：管壳式换热器零部件结构设计——管程结构、壳程结构、管板设计、支座、压力试验等。 管程结构：

1.管束设计：换热管尺寸和换热管形式主要参考国标；换热管的排列有正三角形排列、转角三角形排列、正方形排列、转角正方形排列和同心圆。 国标中采用前四种，同心圆排列很少采用。

2.管板设计：用来排布换热管；将管程和壳程流体分开，避免冷、热流体混合。承受管程、壳程压力和温度的载荷作用。

3.管箱设计：按照GB150-1998圆筒厚度进行计算；但存在最小厚度。碳素钢和低碳钢表8，高碳钢表9. 4.管束分程 分程原则：

（1）应尽量使各管程的换热管数大致相等，其相对误差（ΔN）应控制在10％以内，最大不得超过20％。

（2）分程隔板形状简单以利加工，密封面长度较短，减少泄漏。 （3）程与程之间的温度相差不易过高，一般温差不超过10℃（50℉） 5.换热管与管板连接

换热管与管板的连接，不仅加工量大，而且在设备运行中要保证每个连接处无泄漏，并能承受介质压力及管壳间温差产生的拉力或压力。 设计压力≤4.0MPa； 设计温度≤300℃；

操作中无剧烈振动、无过大温度波动，及无明显应力腐蚀等场合。 外径小于14mm的换热管，不宜采用胀接。

胀焊并用主要有强度胀+密封焊、强度焊+贴胀、强度焊+强度胀等

贴胀:指消除换热管与管孔之间隙作的轻度胀接。一般按壁厚减薄量公式来确定胀度K=2％为宜。

密封焊：保证连接的密封性能的焊接。要求承受换热管轴向剪切载荷的焊缝长度为小于管子壁厚的1.0---1.4倍。 壳程结构：

1.壳体：壳体厚度的设计

2.折流板：提高壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流体垂直冲刷管束，提高壳程传热系数；减少结垢；减少管束振动。

圆盘-圆环形折流板：由大直径的开孔圆板和小直径的圆板交错排列，介质的流动特征是与轴心对称，圆盘－圆环形折流板多数用于大直径和大流量场合。

3.折流杆：作用——管束支撑结构

特点——减轻折流板对换热管的剪切破坏和流体诱导振动；避免折流板导致的传热死区，减小流体阻力，提高传热效率；

4.防短路结构：防止管间短路；分程隔板槽背面两管板之间设置两端堵死的管子，即挡管；挡管一般与换热管规格相同，可与折流板点焊固定，也可用拉杆（带定距管或不带定距管）代替。挡管每隔3～4排换热管设置一根，但不设置在折流板缺口处。 5.壳程分程：根据工艺设计要求，或为增大壳程流体传热系数，也可将换热器壳程分为多程的结构 管板设计：

对于固定管板换热器，管板分析时应考虑下列危险工况: 只有壳程压力ps ，而管程压力pt=0，不计热膨胀差； 只有壳程压力ps ，而管程压力pt=0，同时考虑热膨胀差； 只有管程压力pt ，而壳程压力ps =0，不计热膨胀差； 只有管程压力pt ，而壳程压力ps =0，同时考虑热膨胀差。

超载有以下几种情况：

（1）换热管的轴向拉应力大于换热管材料在设计温度下的许用拉应力； （2）换热管的轴向压应力大于换热管材料在设计温度下的稳定许用压应力； （3）壳程壳体轴向拉应力大于壳程材料在设计温度下的许用拉应力； （4）壳程壳体轴向压应力大于壳程材料在设计温度下的稳定许用压应力； （5）换热管与管板连接接头的拉脱力大于许用拉脱力。 支座：

立式固定管板换热器选用裙式支座或支腿,会给下管箱的维护、检修造成很大的不便。应尽量采用耳式支座并设置在壳程壳体上。

立式固定管板换热器耳式支座的支承平面一般应高于设备的重心和膨胀节，这样可以提高设备的稳定性。同时改善膨胀节受力。

立式固定管板换热器的拉杆，应在满足组装要求的前提下把固定端设置在上管板，而无论壳程介质的进口设置在上方还是下方。这时，拉杆处于最佳的受力状态。

从结构设计的角度看，立式固定管板换热器的壳程介质宜上进下出流动。目的是避免脉动向上的介质与折流板向下的自重处于不平衡状态，使折流板上、下振动，加重换热管的磨损。

重叠式换热器之间的支座处应设置调整高度用的垫板。

支座底板至设备中心线的距离应比接管法兰密封面至设备中心线的距离至少小5mm。 必要时对下部换热器的支座和壳体进行校核，其载荷除该换热器本身外，还应加上上部换热器的重量。

当重叠式换热器质量较大时，可增加一组支座 压力试验：

首先：计算壳程能够承受的最高的试验压力0.9φReL，以尽量提高壳程试验压力使其达到管程试验压力，但此时必须注意壳程其它受压元件是否也能承受在此试验压力下的强度及密封性能。

用上述办法不能提高到规定的管程试验压力时： 若差距不大，可以考虑适当增加壳程壁厚；

若仍然相差很远，则只能以壳程允许的最大试验压力试压。可在管程与壳程都根据各自的要求检验合格后，壳程再按HG20584-1998 附录A《压力容器氨渗漏试验方法》中B 法进行检漏。

2.5压力容器制造基础知识 2.5.1压力容器概述 压力容器的分类

＊ 按工艺用途分类

反应容器(R)、换热容器(E)、分离（传质）容器(S)、 储存容器 (C) ＊ 按承压方式分类

内压容器、外压容器 ＊ 按强度计算的理论基础分类

薄壁容器（无力矩理论）、厚壁容器（弹性应力分析、拉美公式 ） ＊ 按设计压力高低分类 低压容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。 中压容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。 高压容器 10.0 MPa≤p＜100 MPa。 超高压容器 p≥100 MPa。 2.5.2划线下料

划线——将设备零件的空间几何形体，展开成平面图形并画在钢材上的 工序。常分为展图和号料两部分。

划线工序的重要性：划线直接决定零件成型后的尺寸和几何形状，并影响 到后面的组对和焊接工序。划线对节约原材料也有重要意义。

重要概念：中性尺寸——板材弯曲时尺寸不变的称中性尺寸或中性层尺寸，即平均厚度上的尺寸。一般按中性层尺寸展图，对曲线曲面和厚板要修正。

2.5.3部件成型

1.筒体的弯曲主要采用卷板机滚弯方式。 2.对称三辊卷板机结构特点

1）两下辊驱动，并支承钢板。两辊同向等速转动，带动钢板运动。 2）上辊可上下调整，以改变钢板曲率半径。 3）上辊一端可快速拆卸，以抽出圈圆后的钢板。 4）上辊另一端需延长，并在尾部施加平衡力。 5）三辊严格平行，以保证形状正确。 3.利用卷板机卷制锥形封头的常用方法： 1）上辊轴倾斜法：一端下压量增加。

2）小端摩擦减速法：与上辊轴向对称安装一对辅助滚轮，

3）旋转送料法：在坯料的大小头加导向轮，使辊压线基本与素线吻合。 4）分区卷制法：在扇形面上划射线，以跨区的移动来近似的调速。 4.冲压中的常见缺陷

1）壁厚减薄、拉裂：加热氧化、过热、拉应力过大。 2）折皱：Da过大、压边力不够、r 过大、模具间隙过大等。 3）鼓包：加热、润滑不均；模具间隙不均、表面有杂物等。

2.5.4组对装配

1.组对——用焊接等不可拆连接进行拼装的工序称为组对，组对完后进行焊 接以达到密封和强度方面的要求。

装配——凡用螺栓等可拆连接进行拼装的工序称为装配，装配完后设备就 可以试验、使用。

2.圆筒与壳体的组对精度，应遵循GB150- 1998 《钢制压力容器》，

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